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科技日历丨5万光年外一颗磁星发生超大爆炸 伸手“拍了拍”地球电离层

2019-12-27 20:19 前瞻网   

 

科技日历丨5万光年外一颗磁星发生超大爆炸 伸手“拍了拍”地球电离层

八年前的今天,一场巨大的爆炸几乎穿过一半的银河系,爆炸产生的能量如此之大,以至于短暂地改变了地球的上层大气。

在我们太阳系之外,没有任何已知的爆炸在到达时是如此明亮。

但你不可能看到它,除非你能超越超人的x射线视野:在伽马射线中,该事件的亮度相当于满月反射的可见光。

爆炸发生在大约5万光年之外,于12月27日被探测到。一光年是光在一年中走过的距离,大约6万亿英里(10万亿公里)。

这种爆炸是由一种被称为磁星的特殊的中子星引起的。这些快速旋转、紧紧凑在一起凑的恒星“尸体”——不比大城市大——产生强烈的磁场,引发爆炸。洛斯阿拉莫斯国家实验室的大卫·帕尔默说,这次爆炸的威力是其他任何一次类似喷发的100倍。帕尔默是当时世界各地用各种望远镜监测这次喷发的几位研究人员之一。

科技日历丨5万光年外一颗磁星发生超大爆炸 伸手“拍了拍”地球电离层

图片来源:NASA

哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的布莱恩·詹兹勒说:“如果这种情况发生在距我们10光年的范围内,就会严重破坏我们的大气层,并可能引发一场大灭绝。”

虽然听上去十分惊险,但詹兹勒和另外两位天文学家也表示,还没有磁星距离地球太近,所以无需担忧。但这场“暴风雨”的强度依然让他们惊叹于这颗垂死恒星的能力,同时也让他们怀疑,过去大型物种灭绝是否可能是由恒星爆炸引发的。

“一生一次”

太阳是一颗中年恒星,距离我们大约8光年。与磁星爆炸相比,太阳的“怒气”在宇宙中显然弱得可怜,它经常会挤压地球的保护磁场,改变我们的大气层,用被称为极光的漂亮光线照亮夜空。

太阳风暴还会改变地球电离层的形状。电离层位于大气层上方50英里(80公里)处,那里的气体非常稀薄,电子可以从原子和分子中剥离出来——它们被电离了——并在短时间内游离。太阳辐射的波动引起电离层的膨胀和收缩。

“伽马射线撞击电离层,产生了更多的电离作用,短暂地扩大了电离层。”美国宇航局伽马射线观测Swift天文台的首席科学家尼尔·盖恩斯说。

盖恩斯在一次采访中说,这种效果类似于太阳引起的破坏,但是这种效果“比一次大的太阳耀斑要小得多”。

尽管如此,令科学家们感到惊讶的是,如此遥远的磁星却可以改变电离层。

澳大利亚太空气象服务机构IPS Australia的菲尔·威尔金森说,“它能像是伸出手拍拍我们的肩膀,提醒我们,我们真的与宇宙相连。”

英国南安普顿大学的罗伯·芬达说:“这种见闻是一生一次。”“我们在银河系的另一边观测到一个直径只有20公里(12英里)的物体,它在0.1秒内释放的能量比太阳10万年释放的能量还要大。”

一些研究人员推测,数亿年前一次或多次已知的物种大灭绝可能是一次类似的爆炸改变地球大气层的结果。然而,没有确凿的数据支持这一观点。但天文学家说,过去太阳可能离其他恒星更近。

根据CfA的一份声明,在距地球10光年范围内发生一次类似的爆炸,“将破坏臭氧层”,“由于辐射增加,将导致气候突变和大规模物种灭绝。”

好在,警报已经解除。

盖恩斯说:“已知的(磁星)样本都离我们不小于4000 - 5000光年。” “这是一个非常安全的距离。”

一个谜

研究人员还不清楚为什么这次爆炸如此震撼。这颗名为SGR 1806-20的恒星每7.5秒自转一周,它周围的磁场比宇宙中任何其他物体都要强大。

英国曼彻斯特大学的莫拉·麦克劳克林说:“我们可能在该物体表面的‘星震’期间看到了大量的磁能释放。”

另一种可能性是,磁场或多或少在科学家称之为磁性重连的过程中断裂。

伽玛射线是电磁波谱中最高形式的辐射,包括x射线、可见光和无线电波。

美国国家科学基金会的超大阵射电望远镜以及其他欧洲卫星和澳大利亚的望远镜也记录了这次喷发。

爆炸的细节

中子星是一颗曾经比太阳质量大好几倍的恒星的残骸。当它的核燃料耗尽时,就会爆炸成超新星。剩下的致密核比太阳稍微大一些,但其直径一般不超过12英里(20公里)。

银河系中布满了数百万颗中子星。大约有一打是超磁中子星——磁星。科学家们说,1个磁场大约是1000万亿高斯,强大到足以在距离月球一半的地方从信用卡上提取信息。

在已知的磁星中,有四颗被称为软伽玛射线重复爆,或SGRs,因为它们随机地爆发并释放伽玛射线。

CfA的詹兹勒说:“与12月27日发生的这一不可思议的事件相比,从软伽玛中继器中看到的第二大耀斑就跟花生一样小。”

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责任编辑: 3976DBC

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